proneftPROНЕФТЬ. Профессионально о нефтиPROneft. Professionally about Oil2587-73992588-0055«Газпром нефть»10.51890/2587-7399-2022-7-4-68-82proneft-383Research ArticleГЕОЛОГИЯ И ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫGEOLOGY AND EXPLORATIONSОсобенности формирования вторичных коллекторов в карбонатных отложениях палеозоя Западно-Таймырского потенциально нефтегазоносного районаDevelopment of the diagenetic reservoirs in the Paleozoic carbonate deposits of the West Taimyr potential oil and gas bearing areahttps://orcid.org/0000-0002-9661-1708ЕршоваВ. Б.ErshovaV. B.

Виктория Бэртовна Ершова — кандидат геолого-минералогических наук, доцент

199155, Россия, г. Санкт-Петербург, пер. Декабристов, д. 16аSPIN-код: 1475-0720  Scopus ID: 15519189300 

Viktoria B. Ershova — Сand. Sci. (Geol.-Min.), Associate Professor

16A Dekabristov lane, 199155, Saint Petersburg, RussiaSPIN-code: 1475-0720  Scopus ID: 15519189300 

v.ershova@spbu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7766-5674ВасильеваК. Ю.VasilevaK. Yu.

Ксения Юрьевна Васильева — кандидат геолого-минералогических наук, доцент

199155, Россия, г. Санкт-Петербург, пер. Декабристов, д. 16аSPIN-код: 1139-0472  Scopus ID: 5719 3951587 

Kseniia Yu. Vasileva — Сand. Sci. (Geol.-Min.), Associate Professor

16A, Dekabristov lane, 199155, Saint Petersburg, RussiaSPIN-code: 1139-0472  Scopus ID: 5719 3951587 

k.vasilyeva@spbu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5515-4558ВилесовА. П.VilesovA. P.

Александр Петрович Вилесов — кандидат геолого-минералогических наук, эксперт по седиментологии карбонатных резервуаров

190000, Россия, г. Санкт-Петербург, Набережная реки Мойки, д. 75–79, литер ДSPIN-код: 7589-6500    Scopus ID: 57198131907 

Aleksandr P. Vilesov — Сand. Sci. (Geol.-Min.), Expert on the sedimentology of carbonate reservoirs

75–79 liter D, Moika River emb., 190000, Saint Petersburg, RussiaSPIN-code: 7589-6500  Scopus ID: 57198131907 

Vilesov.AP@gazpromneft-ntc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5854-4332МихайловаК. Ю.MikhailovaK. Yu.

Ксения Юрьевна Михайлова —  инженер-исследователь

199155, Россия, г. Санкт-Петербург, пер. Декабристов, д. 16аScopus ID: 57222199058 

Kseniya Yu. Mikhailova — Researcher16A, Dekabristov lane, 199155, Saint Petersburg, RussiaSPIN-code: 8652-6046  Scopus ID: 57222199058 

mikhailova.ky@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4811-2269ВерещагинО. С.VereshchaginO. S.

Олег Сергеевич Верещагин — кандидат геолого-минералогических наук, доцент

199155, Россия, г. Санкт-Петербург, пер. Декабристов, д. 16аSPIN-код: 1030-0437   Scopus ID: 54953306700 

Oleg S. Vereshchagin — Сand. Sci. (Geol.-Min.), Associate Professor

16A, Dekabristov lane, 199155, Saint Petersburg, RussiaSPIN-code: 1030-0437  Scopus ID: 54953306700 

o.vereshchagin@spbu.ruСанкт-Петербургский государственный университет; Геологический институт Российской академии наукРоссияSaint Petersburg State University; Geological Institute of Russian Academy of SciencesRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университетРоссияSaint Petersburg State UniversityRussian FederationНаучно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»)РоссияGazpromneft STC LLCRussian Federation202229122022746882Copyright © Ершова В.Б., Васильева К.Ю., Вилесов А.П., Михайлова К.Ю., Верещагин О.С., 20232023Ершова В.Б., Васильева К.Ю., Вилесов А.П., Михайлова К.Ю., Верещагин О.С.Ershova V.B., Vasileva K.Y., Vilesov A.P., Mikhailova K.Y., Vereshchagin O.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://proneft.elpub.ru/jour/article/view/383

Введение. Мощный осадочный комплекс палеозоя Енисей-Хатангской нефтегазоносной области имеет сложную геологическую историю. Карбонатные породы, слагающие значительную часть палеозойского разреза, несут в себе следы разнообразных вторичных изменений, которые имеют как положительное, так и отрицательное влияние на фильтрационно-емкостные свойства потенциальных коллекторов. Особое значение при геолого-разведочных работах на нефть и газ в карбонатных толщах имеет изучение постседиментационных изменений карбонатных коллекторов и увязка этих изменений с этапами тектонической эволюции региона. Это позволяет решать вопросы генезиса пустотного пространства и делать выводы о распространении коллекторов. В результате бурения первой поисковой скважины на Лескинском лицензионном участке в левобережье Енисейского залива получена уникальная информация о составе, строении и вторичных преобразованиях карбонатных коллекторов палеозоя ЗападноТаймырского потенциально нефтегазоносного района.Материалы и методы. В скважине на Лескинском лицензионном участке на нескольких стратиграфических уровнях палеозойского разреза по керну выделены интервалы вторичных доломитовых коллекторов. С целью изучения истории их формирования был выполнен отбор образцов. Для всестороннего изучения литологии, минерального состава и диагенетических преобразований пород-коллекторов был привлечен широкий комплекс лабораторных методов. Образцы были изучены с помощью оптических методов (петрографической и катодолюминесцентной микроскопии), растровой электронной микроскопии, микротомографии, получены данные о стабильных изотопах кислорода и углерода, а также предварительные данные по термобарометрии двухфазных газово-жидких включений.Результаты. Наиболее значимые интервалы распространения вторичных доломитовых коллекторов выделены в силурийско-нижнедевонском и эмсско-верхнедевонском сейсмостратиграфических комплексах (между отражающими горизонтами VII_bot и VIIa, VIa и VII соответственно). Силурийские вторичные порово-каверновые доломитовые коллекторы приурочены к фациям рифового комплекса. Развитая система хорошо связанных вторичных пустот сформировалась по первично пористым и хорошо проницаемым рифогенным известнякам. В эмсском интервале разреза кавернозные вторичные доломиты развиты по первично низкопроницаемым известнякам умеренно глубокой сублиторали; крупные каверны и полости сформировались здесь преимущественно в результате выщелачивания скелетов кораллов и строматопороидей. В верхнедевонских отложениях кавернозно-пористые вторичные доломиты замещают первично низкопористые и слабопроницаемые микробиальные известняки-ламиниты литорали. Для всех интервалов пород-коллекторов реконструирована последовательность вторичных изменений и составлены парагенетические диаграммы.Заключение. Результаты изучения вторичных доломитовых коллекторов содержат важную информацию для прогноза их распространения в пределах Западно-Таймырского потенциально нефтегазоносного района.

Introduction. The Paleozoic sedimentary series of the Enisey-Khatanga oil and gas bearing region has undergone a complicated geological history. Carbonate rocks composing significant volume of the strata show various traces of the secondary alterations that have both positive and negative effects on the reservoir properties of the carbonate rocks. Of particular importance in the exploration of oil and gas in carbonate depositional systems is the study of post-sedimentary changes in carbonate reservoirs and linking these changes with the stages of tectonic evolution of the region. This allows to solve the questions of reservoirs genesis and make conclusions about their spatial distribution. During the studies of the carbonate rocks in the first exploration well (Leskinsky license area on the left bank of the Enisey Bay) unique information was obtained on the composition and secondary transformations of Paleozoic carbonate reservoirs of the West Taimyr potential oil and gas bearing area.Materials and methods. In the well the secondary dolomite reservoir rocks were described within several stratigraphic units; samples from that section were obtained for the detailed studies using a complex of instrumental methods. The samples were studied using standard optical (petrography and cathodoluminescence) microscopy, SEM-EDX, microtomography, data on stable isotope composition and thermobarometry of the twophase gas-liquid inclusions was obtained.Results. The main intervals of the dolomite reservoirs were found in the Silurian — Lower Devonian and Emsian — Upper Devonian seismostratigraphic units (between reflecting horizons VII_bot и VIIa, VIa и VII, respectively). Silurian secondary porous and cavernous dolostones are dedicated to reef series. A system of well-connected secondary voids has formed over primary porous and well-permeable reef limestones. In the Emsian strata low-permeable limestones of shallow-deep subtidal were replaced by dolostones with separate vug porosity. Pore space here was formed due to fracturing and leaching of corals and stromatoporoid skeletons. The Upper Devonian dolostones were formed during the replacement of low-permeable microbial bindstones of the peritydal flat. For all the intervals diagenetic history was reconstructed and paragenetic diagrams were put together.Conclusion. The results of the study of diagenetic dolomite reservoirs contain important information for predicting their distribution within the West Taimyr potential oil and gas bearing area.

Енисей-Хатангская нефтегазоносная областьЗападный Таймырпалеозойвторичные карбонатные коллекторыдоломитыпостседиментационные измененияEnisey-Khatanga oil and gas bearing regionWest TaimyrPaleozoicdiagenetic carbonate reservoirsdolostonepost-sedimentary alterationsАвторы благодарят ресурсные центры СПБГУ «Рентгенодифракционные методы исследования» и «Геомодель» за помощь в проведении аналитических исследований.The authors thank the resource centers of the SPBSU “Centre for X-ray Diffraction Studies” and “Geomodel” for their help in conducting analytical research.ReferencesAhr W.M. Geology of carbonate reservoirs: the identification, description and characterization of hydrocarbon reservoirs in carbonate rocks. Hoboken, New Jersey: Wiley, 2008. — 277 p. https://doi.org/10.1002/9780470370650Ahr W.M. Geology of carbonate reservoirs: the identification, description and characterization of hydrocarbon reservoirs in carbonate rocks. Hoboken, New Jersey: Wiley. 2008, 277 p. https://doi.org/10.1002/9780470370650Burchette T.P. Carbonate rocks and petroleum reservoirs: a geological perspective from the industry // Advances in Carbonate Exploration and Reservoir Analysis (Eds. — Garland J., Neilson J.E., Laubach S.E., Whidden K.J.). London: Geological Society, Special Publications, 2012. — V. 370. — P. 17–38. https://doi.org/10.1144/SP370.14Burchette T.P. Carbonate rocks and petroleum reservoirs: a geological perspective from the industry. In: Advances in Carbonate Exploration and Reservoir Analysis (Eds. — Garland J., Neilson J.E., Laubach S.E., Whidden K.J.). London: Geological Society, Special Publications. 2012, v. 370, pp. 17–38. https://doi.org/10.1144/SP370.14Tiab D., Donaldson E.C. Porosity and permeability // Petrophysics: Theory and Practice of Measuring Reservoir Rock and Fluid Transport Properties. Elsevier, 2016. — 67–186 pp. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803188-9.00003-6Tiab D., Donaldson E.C. Porosity and permeability. In: Petrophysics: Theory and Practice of Measuring Reservoir Rock and Fluid Transport Properties. Elsevier. 2016, pp. 67–186. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803188-9.00003-6Клещев К.А., Шеин В.С. Нефтяные и газовые месторождения России: Справочник в двух книгах. Книга вторая — азиатская часть России. М.: ВНИГНИ, 2010. — 720 с.Kleshchev K.A., Shein V.S. Oil and Gas Fields of Russia. Reference guide in two books. The second book. Asian pert of Russia Moscow. 2010, 720 p. (In Russ.)Вилесов А.П., Ершова В.Б., Соловьева А.Д. Литологическая и седиментологическая характеристика разреза палеозойского комплекса Западно-Таймырского потенциально нефтегазоносного района (по данным бурения) // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. — 2022. — № 4 (в печати).Vilesov A.P., Ershova V.B., Solovyeva A.D. Lithological and sedimentological characteristics of the Paleozoic of the West Taimyr potential oil and gas bearing area (according to drilling data). PRONEFT. Professionally about oil. 2022, no 4. (In press). (In Russ.)Гатовский Ю.А., Вилесов А.П. Биостратиграфическая характеристика осадочных комплексов палеозоя ЗападноТаймырского потенциально нефтегазоносного района по данным бурения // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. — 2022. — № 4 (в печати).Gatovsky Yu.A., Vilesov A.P. Biostratigraphic characteristics of Paleozoic sedimentary series of the West Taimyr potential oil and gas bearing area according to drilling data. PRONEFT. Professionally about oil. 2022, no. 4. (In press). (In Russ.)Land L.S. Failure to precipitate dolomite at 25oC from dilute solution despite 1000-fold oversaturation after 32 years // Aquatic Geochemistry. — 1998. — V. 4. — P. 361–368. https://doi.org/10.1023/A:1009688315854Land L.S. Failure to precipitate dolomite at 25oC from dilute solution despite 1000-fold oversaturation after 32 years. Aquatic Geochemistry. 1998, v. 4, pp. 361–368. https://doi.org/10.1023/A:1009688315854Machel H.G. Concepts and models of dolomitization: a critical reappraisal // The Geometry and Petrogenesis of Dolomite Hydrocarbon Reservoirs. London: Geological Society, Special Publications, 2007. — V. 235. — P. 7–63. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2004.235.01.02Machel H.G. Concepts and models of dolomitization: a critical reappraisal. In: The Geometry and Petrogenesis of Dolomite Hydrocarbon Reservoirs. London: Geological Society, Special Publications. 2007, v. 235, pp. 7–63. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2004.235.01.02Tucker M.E., Wright V.P. Carbonate Sedimentology. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1990. — 482 p.Tucker M.E., Wright V.P. Carbonate Sedimentology. Oxford: Blackwell Scientific Publications. 1990, 482 p.Warren J. Dolomite: Occurrence, evolution and economically important associations // Earth-Sci. Rev. — 2000. — V. 52. — P. 1–81. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(00)00022-2Warren J. Dolomite: Occurrence, evolution and economically important associations. Earth-Sci. Rev. 2000, v. 52, pp. 1–81. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(00)00022-2Al-Aasm I.S., Ghazban F., Ranjbaran M. Dolomitization and related fluid evolution in the Oligocene-Miocene Asmari formation, Gachsaran area, SW Iran: petrographic and isotopic evidence // J. Petroleum Geology. — 2009. — V. 32. — P. 287–304. https://doi.org/10.1111/j.1747-5457.2009.00449.xAl-Aasm I.S., Ghazban F., Ranjbaran M. Dolomitization and related fluid evolution in the Oligocene-Miocene Asmari formation, Gachsaran area, SW Iran: petrographic and isotopic evidence. J. Petroleum Geology. 2009, v. 32, pp. 287–304. https://doi.org/10.1111/j.1747-5457.2009.00449.xBernoulli D., Gasperini L., Bonatti E., Stille P. Dolomite Formation in Pelagic Limestone and Diatomite, Romanche Fracture Zone, Equatorial Atlantic // J. Sediment. Res. — 2004. — V. 74. — P. 924–932. https://doi.org/10.1306/040404740924Bernoulli D., Gasperini L., Bonatti E., Stille P. Dolomite Formation in Pelagic Limestone and Diatomite, Romanche Fracture Zone, Equatorial Atlantic. J. Sediment. Res. 2004, v. 74, pp. 924–932. https://doi.org/10.1306/040404740924Fu Q., Qing H., Bergman K.M. Dolomitization of the Middle Devonian Winnipegosis carbonates in south-central Saskatchewan, Canada // Sedimentology. — 2006. — V. 53. — P. 825–848. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2006.00794.xFu Q., Qing H., Bergman K.M. Dolomitization of the Middle Devonian Winnipegosis carbonates in south-central Saskatchewan, Canada. Sedimentology. 2006, v. 53, pp. 825–848. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2006.00794.xCampbell K.A. Hydrocarbon seep and hydrothermal vent paleoenvironments and paleontology: Past developments and future research directions // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. — 2006. — 232. — P. 362–407. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2005.06.018Campbell K.A. Hydrocarbon seep and hydrothermal vent paleoenvironments and paleontology: Past developments and future research directions. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2006, v. 232, pp. 362–407. https://doi.org/10.1016/j. palaeo. 2005.06.018Saller A.H. Petrologic and geochemical constraints on the origin of subsurface dolomite, Enewetak Atoll: An example of dolomitization by normal seawater // Geology. — 1984. — V. 12. — P. 217. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1984)12<217:PAGCOT>2.0.CO;2Saller A.H. Petrologic and geochemical constraints on the origin of subsurface dolomite, Enewetak Atoll: An example of dolomitization by normal seawater. Geology. 1984, v. 12, pp. 217. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1984)12<217:PAGCOT>2.0.CO;2Melim L.A., Scholle P.A. Dolomitization of the Capitan Formation forereef facies (Permian, west Texas and New Mexico): seepage reflux revisited // Sedimentology. — 2002. — V. 49. — P. 1207–1227. https://doi.org/10.1046/j.1365-3091.2002.00492.xMelim L.A., Scholle P.A. Dolomitization of the Capitan Formation forereef facies (Permian, west Texas and New Mexico): seepage reflux revisited. Sedimentology. 2002, v. 49, pp. 1207–1227. https://doi.org/10.1046/j.1365-3091.2002.00492.xMakhloufi Y., Samankassou E. Geochemical constrains on dolomitization pathways of the Upper Jurassic carbonate rocks in the Geneva Basin (Switzerland and France) // Swiss J. Geosci. — 2019. — 112. — P. 579–596. https://doi.org/10.1007/s00015-019-00350-5Makhloufi Y., Samankassou E. Geochemical constrains on dolomitization pathways of the Upper Jurassic carbonate rocks in the Geneva Basin (Switzerland and France). Swiss J. Geosci. 2019, v. 112, pp. 579–596. https://doi.org/10.1007/s00015-019-00350-5Flügel E. Microfacies of carbonate rocks: analysis, interpretation and application. Berlin: Springer, 2004. — 984 p. https:// doi.org/10.1007/978-3-642-03796-2Flügel E. Microfacies of carbonate rocks: analysis, interpretation and application. Berlin: Springer. 2004, 984 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-03796-2Caspard E., Rudkiewicz J.-L., Eberli G.P., Brosse E., Renard M. Massive dolomitization of a Messinian reef in the Great Bahama Bank: a numerical modelling evaluation of Kohout geothermal convection // Geofluids. — 2004. — V. 4. — P. 40–60. https://doi.org/10.1111/j.1468-8123.2004.00071.xCaspard E., Rudkiewicz J.-L., Eberli G.P., Brosse E., Renard M. Massive dolomitization of a Messinian reef in the Great Bahama Bank: a numerical modelling evaluation of Kohout geothermal convection. Geofluids. 2004, v. 4, pp. 40–60. https://doi.org/10.1111/j.1468-8123.2004.00071.xNader F.H., Swennen R., Ellam R.M. Field geometry, petrography and geochemistry of a dolomitization front (Late Jurassic, central Lebanon) // Sedimentology. — 2007. — V. 54. — P. 1093–1120. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2007.00874.xNader F.H., Swennen R., Ellam R.M. Field geometry, petrography and geochemistry of a dolomitization front (Late Jurassic, central Lebanon). Sedimentology. 2007, v. 54, pp. 1093–1120. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2007.00874.xKoeshidayatullah A., Corlett H., Stacey J., Swart P.K., Boyce A., Robertson H., Whitaker F., Hollis C. Evaluating new faultcontrolled hydrothermal dolomitization models: Insights from the Cambrian Dolomite, Western Canadian Sedimentary Basin // Sedimentology. -2020. — V. 67. — P. 2945–2973. https://doi.org/10.1111/sed.12729Koeshidayatullah A., Corlett H., Stacey J., Swart P.K., Boyce A., Robertson H., Whitaker F., Hollis C. Evaluating new faultcontrolled hydrothermal dolomitization models: Insights from the Cambrian Dolomite, Western Canadian Sedimentary Basin. Sedimentology. 2020, v. 67, pp. 2945–2973. https://doi.org/10.1111/sed.12729Qing H., Bosence D.W.J., Rose E.P.F. Dolomitization by penesaline sea water in Early Jurassic peritidal platform carbonates, Gibraltar, western Mediterranean // Sedimentology. — 2001. — V. 48. — P. 153–163. https://doi.org/10.1046/j.1365-3091.2001.00361.xQing H., Bosence D.W.J., Rose E.P.F. Dolomitization by penesaline sea water in Early Jurassic peritidal platform carbonates, Gibraltar, western Mediterranean. Sedimentology. 2001, v. 48, pp. 153–163. https://doi.org/10.1046/j.1365-3091.2001.00361.xLi K., Cai C., Tan X., Jiang H., Fan J. Massive dolomitization driven by MgSO4-rich seawater and its effects on thermochemical sulfate reduction, Upper Permian Changxing Formation, northeastern Sichuan, China // Energy Explor. Exploit. — 2022. — V. 40. — P. 1315–1343. https://doi.org/10.1177/01445987221083758Li K., Cai C., Tan X., Jiang H., Fan J. Massive dolomitization driven by MgSO4-rich seawater and its effects on thermochemical sulfate reduction, Upper Permian Changxing Formation, northeastern Sichuan, China. Energy Explor. Exploit. 2022, v. 40, pp. 1315–1343. https://doi.org/10.1177/01445987221083758Sena C.M., John C.M., Jourdan A.-L., Vandeginste V., Manning C. Dolomitization of Lower Cretaceous peritidal carbonates by modified seawater: constraints from clumped isotopic paleothermometry, elemental chemistry, and Strontium isotopes // J. Sediment. Res. — 2014. –V. 84. — P. 552–566. https://doi.org/10.2110/jsr.2014.45Sena C.M., John C.M., Jourdan A.-L., Vandeginste V., Manning C. Dolomitization of Lower Cretaceous peritidal carbonates by modified seawater: constraints from clumped isotopic paleothermometry, elemental chemistry, and Strontium isotopes. J. Sediment. Res. 2014, v. 84, pp. 552–566. https://doi.org/10.2110/jsr.2014.45Hein J.R., Gray S.C., Richmond B.M., White L.D. Dolomitization of Quaternary reef limestone, Aitutaki, Cook Islands // Sedimentology. — 1992. — V. 39. — P. 645–661. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1992.tb02142.xHein J.R., Gray S.C., Richmond B.M., White L.D. Dolomitization of Quaternary reef limestone, Aitutaki, Cook Islands. Sedimentology. 1992, v. 39, pp. 645–661. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1992.tb02142.x

The authors declare that there are no conflicts of interest present.